磁感應(yīng)法,利用基材和覆蓋層在導(dǎo)磁性上的差異（基材為鐵、鈷、鎳，覆蓋層為非磁性介質(zhì)）
電渦流法，利用基材和覆蓋層在導(dǎo)電率上的差異（基材為強(qiáng)導(dǎo)電性，覆蓋層無(wú)導(dǎo)電性）
磁感應(yīng)法工作原理圖見(jiàn)圖Fig.1
磁感應(yīng)法所用的F探頭，中間是一個(gè)鐵磁性的磁棒（我們稱(chēng)之為磁芯），其上繞有兩段線(xiàn)圈，上面一段為勵(lì)磁線(xiàn)圈，下面一段為感應(yīng)線(xiàn)圈。
如果給勵(lì)磁線(xiàn)圈加載一個(gè)低頻交變電流，就會(huì)產(chǎn)生穿過(guò)勵(lì)磁線(xiàn)圈的一個(gè)交變磁場(chǎng)，而磁芯正好處在這個(gè)磁場(chǎng)中，此時(shí)如果將磁芯靠近另一個(gè)鐵磁性物體，我們知道磁鐵相吸的原理，因此，磁芯越靠近這個(gè)鐵磁性物體，則穿過(guò)磁芯的磁場(chǎng)強(qiáng)度就越強(qiáng)，而磁場(chǎng)的強(qiáng)弱變化就會(huì)在下端的那個(gè)感應(yīng)線(xiàn)圈中產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電流，這個(gè)感應(yīng)電流的電壓V，其大小將隨著磁場(chǎng)強(qiáng)弱變化而變化、實(shí)際上也就是隨著磁芯離那個(gè)鐵磁性物體的遠(yuǎn)近而變化，并且，這個(gè)電壓V的大小和磁芯離那個(gè)鐵磁性物體的遠(yuǎn)近（也就是距離）存在可計(jì)算的關(guān)系。
因此，我們可以通過(guò)測(cè)量這個(gè)電壓V的大小來(lái)計(jì)算磁芯和那個(gè)鐵磁性物體之間的的距離，如果那個(gè)鐵磁性物體上有覆層、而磁芯又密切接觸在覆層上，這個(gè)計(jì)算出來(lái)的距離不正是覆層的厚度嗎？
電渦流法工作原理圖見(jiàn)圖Fig.2
電渦流法所用的N探頭，沒(méi)有中間的磁棒，而且只有一個(gè)中空的感應(yīng)線(xiàn)圈。當(dāng)給這個(gè)感應(yīng)線(xiàn)圈加載一個(gè)高頻交變電流，就會(huì)在感應(yīng)線(xiàn)圈的中間產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)磁場(chǎng)。
當(dāng)這個(gè)加載了高頻交變電流的線(xiàn)圈靠近一個(gè)非磁性的導(dǎo)電體時(shí)，會(huì)在這個(gè)導(dǎo)電體上產(chǎn)生一個(gè)交變電流場(chǎng)，我們稱(chēng)之為電渦流場(chǎng)。而這個(gè)電渦流場(chǎng)又會(huì)在空間產(chǎn)生一個(gè)交變電磁場(chǎng)，其磁場(chǎng)方向始終與感應(yīng)線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)方向相反，并因此削弱感應(yīng)磁場(chǎng)的強(qiáng)度，這就導(dǎo)致了感應(yīng)線(xiàn)圈的感應(yīng)系數(shù)K的變化。
感應(yīng)線(xiàn)圈離那個(gè)非磁性的導(dǎo)電體的遠(yuǎn)近，決定了導(dǎo)電體上產(chǎn)生的電渦流場(chǎng)的強(qiáng)弱。電渦流場(chǎng)的強(qiáng)弱，又決定了它所引發(fā)的交變電磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，而交變電磁場(chǎng)的強(qiáng)弱又影響了感應(yīng)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱、也因此決定了感應(yīng)線(xiàn)圈的感應(yīng)系數(shù)K的大小。
也就是說(shuō)，感應(yīng)系數(shù)K值的大小，與感應(yīng)線(xiàn)圈離導(dǎo)電體的遠(yuǎn)近存在可計(jì)算的關(guān)系。因此，我們可以通過(guò)測(cè)量這個(gè)感應(yīng)線(xiàn)圈的感應(yīng)系數(shù)K的大小來(lái)計(jì)算感應(yīng)線(xiàn)圈和那個(gè)非磁性導(dǎo)電體的距離。如果那個(gè)非磁性導(dǎo)電體上有覆層、而感應(yīng)線(xiàn)圈又密切接觸在覆層上，這個(gè)計(jì)算出來(lái)的距離不正是覆層的厚度嗎？
以磁感應(yīng)法為例見(jiàn)圖Fig.4
如果基材仍然是平板狀的，只是涂層的厚度產(chǎn)生變化，我們不難想象，磁力線(xiàn)的整體長(zhǎng)短會(huì)隨著涂層厚度的變化而變化，但是，其分布卻是一致的，也即是說(shuō)，中心線(xiàn)上的磁力線(xiàn)長(zhǎng)度和邊緣的磁力線(xiàn)長(zhǎng)度的比例是始終不變的，因此，我們只需依據(jù)磁力線(xiàn)整體的變長(zhǎng)、變短即可以計(jì)算出涂層厚度的變化來(lái)。
但是，如果實(shí)際測(cè)量時(shí)，基體的幾何形狀變了，比如，變成了圓柱體，但涂層厚度不變。磁力線(xiàn)會(huì)有什么樣的變化呢？我們來(lái)看看圖Fig.5
我們注意到，越靠近邊緣，與在平板基體上的試驗(yàn)相比，磁力線(xiàn)的拉長(zhǎng)現(xiàn)象就越明顯，這就意味著，這種情況下，感應(yīng)強(qiáng)度的平均值必然與我們從平板基體上試驗(yàn)得來(lái)的值不相等。
電渦流法與此有可以類(lèi)比之處：在平板上的電渦流和柱體上的電渦流分布也是有差異的！
由此，可以得出結(jié)論：盡管儀器可能已經(jīng)在標(biāo)準(zhǔn)試樣上校準(zhǔn)了，保證了儀器（探頭）對(duì)感應(yīng)信號(hào)采集、計(jì)算的敏感性、準(zhǔn)確性，但是，在實(shí)際測(cè)量時(shí)，由于實(shí)際工件的幾何形狀、基材的物理特性與標(biāo)準(zhǔn)試樣的基準(zhǔn)塊存在差異，因此，測(cè)量仍然會(huì)出現(xiàn)偏差。
偏差的幾種類(lèi)型
外凸面的覆層測(cè)量，見(jiàn)圖Fig.6
通常會(huì)顯示正偏差，當(dāng)曲率半徑小于一定值時(shí)，偏差會(huì)較為明顯（鐵磁性基材曲率半徑小于20mm時(shí)，導(dǎo)電性基材曲率半徑小于50mm時(shí)）。
內(nèi)凹面的覆層測(cè)量，見(jiàn)圖Fig.7
通常會(huì)顯示負(fù)偏差，當(dāng)曲率半徑小于一定值時(shí)，偏差會(huì)較為明顯（鐵磁性基材曲率半徑小于25mm時(shí)，導(dǎo)電性基材曲率半徑小于50mm時(shí)）
邊緣部分的覆層測(cè)量，見(jiàn)圖Fig.8
通常會(huì)顯示正偏差，當(dāng)A小于5mm時(shí)，偏差會(huì)較為明顯。
靠近側(cè)壁的覆層測(cè)量，見(jiàn)圖Fig.9
通常會(huì)顯示負(fù)偏差，當(dāng)A小于5mm時(shí)，偏差會(huì)較為明顯。
凹槽底部的覆層測(cè)量，見(jiàn)圖Fig.10
通常會(huì)顯示負(fù)偏差，當(dāng)D小于20mm時(shí)，偏差會(huì)較為明顯。
極薄基材上的覆層測(cè)量，見(jiàn)圖Fig.11
對(duì)于鐵磁性基材，通常會(huì)顯示正偏差，對(duì)于導(dǎo)電性基材，通常會(huì)顯示負(fù)偏差。當(dāng)T小于0.6mm時(shí)，偏差會(huì)較為明顯。當(dāng)T小于0.1mm（鐵磁性基材）或者是小于0.01mm（導(dǎo)電性基材），無(wú)論是否校準(zhǔn)，測(cè)量都不能實(shí)現(xiàn)。
噴丸表面上覆層的測(cè)量，見(jiàn)圖Fig.16
a，對(duì)于Rz值小于20μm的噴丸面上的覆層測(cè)量。先在無(wú)覆層的基材上面測(cè)量十次進(jìn)行較零，接著將涂層試片覆蓋其上，測(cè)量五次進(jìn)行校正，則測(cè)量校準(zhǔn)完成，需要記住的是，即便完成了測(cè)量校準(zhǔn)，在實(shí)際測(cè)量中，仍然必須多次測(cè)量取平均值。
b，對(duì)于Rz值大于20μm的噴丸面上的覆層測(cè)量。此時(shí)的情況較為復(fù)雜，需要先在同樣材質(zhì)的具有光滑表面（未噴丸處理）的基材上進(jìn)行校準(zhǔn)，接著在無(wú)覆層的噴丸表面上進(jìn)行測(cè)量十次取平均值，然后再再實(shí)際工件的覆層上同樣進(jìn)行十次測(cè)量，再取平均值，這兩個(gè)平均值之差的**值就是覆層厚度。
“軟”覆層的測(cè)量
某些覆層質(zhì)地比較軟、比較疏松，探頭接觸上之后可能會(huì)有微小的凹坑，從而影響測(cè)量。此時(shí)可以將一個(gè)確知厚度的涂層試片覆蓋其上，然后將探頭放在這層試片上，得出值減去涂層試片的值即是覆層厚度值。提示：使用30～50μm的涂層試片較為合適。
“熱”覆層的測(cè)量
某些情況下，不待完全冷卻，就需要對(duì)覆層進(jìn)行測(cè)量。此時(shí)的溫度通常超過(guò)60℃，一方面，熱量會(huì)傳導(dǎo)給探頭的樹(shù)脂支撐環(huán)，我們知道，支撐環(huán)里面有線(xiàn)圈或磁芯，而它們所產(chǎn)生的感應(yīng)場(chǎng)會(huì)因?yàn)檫^(guò)高的溫度產(chǎn)生變化；另一方面，我們同樣知道，基材本身的磁場(chǎng)和電渦流場(chǎng)也會(huì)因?yàn)闇囟鹊倪^(guò)高變化而產(chǎn)生細(xì)微的畸變。
因此，在這種情況下，我們要解決兩個(gè)問(wèn)題：一是盡量降低熱量的傳導(dǎo)，這里，我們可以用到高溫護(hù)墊，將其安裝在探頭上；二是，需要更敏感的探頭，以便辨析溫度帶來(lái)的基材本身的磁場(chǎng)或電渦流場(chǎng)的畸變。當(dāng)然，這往往意味著儀器需要提供更高的精度。
介紹一種簡(jiǎn)單可靠的應(yīng)用（以外凸面為例）
先在無(wú)覆蓋層的外凸面工件進(jìn)行測(cè)量，按理，本應(yīng)顯示為零，但從以上的介紹可知，很可能讀值并不為零，而是正偏差的某個(gè)數(shù)，此時(shí)，并非必須較零（重要的事情說(shuō)三遍），否則，強(qiáng)行較零可能使儀器出廠(chǎng)時(shí)校正的參照曲線(xiàn)嚴(yán)重偏移、或者干脆無(wú)法較到零位。
在此情況下，只需記下這個(gè)正偏差值，然后測(cè)量實(shí)際覆層，將取得的讀值減去這個(gè)正偏差值，即為覆層的實(shí)際讀值。
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